escola secundÁria de paredes€¦ · web viewfuncionais: álcoois, ácidos carboxílicos, cloretos...

Escola Secundária de Valongo

DMCE

Departamento de Matemática e Ciências Experimentais

Ano lectivo 2010/2011 UÍMICA ANO Planificação Anual

1º Período

Objecto de ensinoUNIDADE 1 Objectivos de aprendizagem Tempo

METAIS E LIGAS METÁLICAS

1.1 Metais e Ligas Metálicas

1.1.1. A importância dos metais na sociedade actual•Perspectiva histórica da utilização dos metais: era do cobre, era do bronze e era do ferro; a “era” do aço e a “era” dos novos materiais• Algumas aplicações dos metais no presente e no futuro próximo• Metais: matérias-primas não renováveis

1.1.2. Um outro olhar sobre a Tabela Periódica dos elementos• Os elementos metálicos na Tabela Periódica (blocos s, p, d, f)• Os Metais de Transição: a especificidade das orbitais d• Os Metais de Transição Interna e as orbitais f

• Reconhecer a importância fundamental dos metais na evolução das sociedades ao longo dos séculos: as eras do cobre, do bronze e do ferro, a “era” do aço e a era dos novos materiais• Reconhecer a importância dos metais em situações muito diversificadas da vida diária e das actividades profissionais

• Reconhecer a predominância de elementos metálicos na Tabela Periódica em relação aos elementos não-metálicos• Comparar os elementos metálicos e não-metálicos pelo tipo de iões que predominantemente formam• Identificar os elementos metálicos como aqueles que apresentam baixa energia de ionização e os não-metálicos como aqueles que apresentam elevada afinidade electrónica• Associar afinidade electrónica à energia envolvida na captação de uma mole electrões por uma mole de átomos no estado fundamental, estando a substância no estado gasoso• Identificar as posições dos elementos metálicos (metais, metais de transição e metais de transição interna) na Tabela Periódica com as características das configurações electrónicas dos respectivos átomos• Identificar os elementos semi-metálicos como aqueles que apresentam simultaneamente propriedades características de elementos metálicos e de elementos não metálicos• Caracterizar as orbitais d e f quanto ao número

5 aulas(T,TP)

Planificação Anual de Química – 12º ano 1 Ano lectivo 2010/2011

1.1.3. Estrutura e propriedades dos metais• A ligação metálica• Propriedades características dos metais como substâncias ou materiais: brilho, maleabilidade, ductilidade, condutibilidade térmica e eléctrica• Sólidos metálicos versus outros tipos de sólidos (iónicos, covalentes, moleculares)• Ligas metálicas: aço e aço inoxidável, bronze, “ouro”, “prata de lei”, amálgamas, estanho,latão, constantan, cuproníquel, solda, “metais” com memória de forma• A reciclagem de metais

• Um ciclo de Cobre – AL 1.2• Reactividade de um elemento químico• Exploração da química do cobre - reacções de oxidação -redução - reacções de ácido-base

• Interpretar a ligação metálica como o resultado da interacção electrostática entre os iões “metálicos” (positivos) da rede cristalina tridimensional e os electrões nela dispersos• Associar a ocorrência de ligação metálica entre átomos que apresentam, simultaneamente, baixa energia de ionização, várias orbitais de valência vazias e um número de electrões de valência menor que o número de orbitais de valência• Interpretar a maleabilidade, a ductilidade e a condutibilidade eléctrica que caracterizam um material metálico com base na respectiva ligação química e estrutura• Distinguir entre metais e outros tipos de sólidos (iónicos, moleculares e covalentes), correspondentes a diferentes tipos de ligações entre as suas unidades estruturais• Interpretar a estabilidade de um cristal iónico como resultado do efeito cumulativo das interacções ao longo do cristal, designado por “energia da rede cristalina”• Reconhecer que um cristal covalente pode ser descrito como uma “molécula” macroscópica• Associar a dureza do diamante à sua estrutura de sólido covalente tridimensional• Identificar os sólidos moleculares como uma associação de moléculas que não perdem individualidade e se mantêm unidas por interacções de natureza electrostática, designadas por “interacções intermoleculares”• Caracterizar uma liga metálica como uma solução sólida: mistura homogénea de um metal com um ou mais elementos, metálicos ou não metálicos, a partir da mistura dos componentes fundidos e posteriormente arrefecidos• Identificar os metais do bloco d da Tabela Periódica dos elementos como os metais predominantes nas ligas metálicas• Reconhecer a importância das ligas metálicas em determinadas utilizações, pelo facto de se poder controlar a sua composição e, consequentemente, “desenhar” as suas propriedades• Identificar a composição de algumas ligas e conhecer domínios de aplicação: bronze, estanho, latão, constantan, cuproníquel, solda, amálgama• Reconhecer a importância especial dos materiais designados por aços na sociedade industrializada actual, explicitando algumas aplicações• Interpretar o significado de alguns termos usados vulgarmente: “ouro de lei” e “prata de lei”, e “ouro de 18K” e “ouro de 24K”, “ouro branco”• Referir a cada vez maior importância tecnológica das ligas com memória de forma• Interpretar o efeito da memória de forma como resultado de um rearranjo da posição dos átomos na rede cristalina, provocado por variação de temperatura ou deformação mecânica• Referir exemplos de ligas que têm memória de forma: ouro-cádmio, cobre-alumínio,cobre-alumínio-níquel e níquel-titânio (vulgarmente conhecido por NiTinol) e suas aplicações mais comuns (ortodontia, cirurgia, optometria e óptica)• Relacionar a importância da reciclagem e da revalorização dos objectos e equipamentos metálicos com a limitação de recursos naturais e a diminuição de resíduos e de consumos energéticos• Relacionar a eficiência dos processos de reciclagem repetidos e sucessivos com a não-degradação da estrutura metálica

• Caracterizar a reactividade de elementos metálicos, tendo como exemplo a reactividade do cobre• Reconhecer a importância da reciclagem do cobre e as potencialidades da reciclagem dos metais em geral• Identificar alguns problemas de poluição relacionados com a reciclagem do cobre

2 aulas(Lab)

8 aulas(T,TP)


- reacções de precipitação

1.2. Degradação dos Metais

1.2.1. Corrosão: uma oxidação indesejada• A corrosão como uma reacção de oxidação redução• A importância do meio nas reacções de oxidação-redução

1.2.2. Pilhas e baterias: uma oxidação útil• As pilhas como fonte de energia• A reactividade dos metais e o Potencial Padrão de eléctrodo• A espontaneidade das reacções redox• As pilhas no quotidiano: pilhas alcalinas, pilhas recarregáveis, baterias e acumuladores• As pilhas do futuro: pilhas de combustível ou a combustão à distância

• Reconhecer que a maioria dos Metais de Transição tem número de oxidação variável• Relacionar o número de oxidação variável com a configuração electrónica dos átomos respectivos (orbitais d)• Relacionar a corrosão dos metais com um processo de deterioração por via electroquímica: formação de óxidos, hidróxidos e sulfuretos (ferrugem, verdetes e “ patine”)• Interpretar a sequência de processos físico-químicos que estão na origem da formação de ferrugem• Interpretar o aumento da corrosão dos metais pela presença de humidade, de ácidos ou bases e de poluentes como, por exemplo, SO2 e CO2

-

• Interpretar o efeito do pH do meio nas reacções de oxidação dos metais• Interpretar o significado do acerto de equações relativas a reacções de oxidação-redução em meio ácido e em meio alcalino

• Identificar os componentes de uma pilha (ou célula galvânica)• Interpretar a reacção da pilha em termos de duas semi-reacções• Interpretar a função da ponte salina como componente de algumas pilhas• Relacionar o ânodo de uma pilha com o local onde ocorre a oxidação e o cátodo com o local onde ocorre a redução• Descrever e interpretar o sentido do fluxo dos electrões no circuito que liga os eléctrodos e o sentido dos iões na ponte salina• Associar o conceito de potencial padrão à diferença de potencial medida numa pilha quando as soluções têm concentração 1 moldm-3 e todos os gases estão à pressão de 1,01×105 Pa• Identificar o eléctrodo de hidrogénio como o padrão de comparação de potenciais de redução• Interpretar o conceito de eléctrodo inerte como um eléctrodo que proporciona uma superfície de contacto para a ocorrência de uma oxidação ou redução, mas não participa na reacção electroquímica• Associar os conceitos de semi-pilha e de potenciais padrão de redução• Interpretar a ordenação das espécies químicas na série electroquímica, usando o conceito de potenciais padrão de redução, Eº• Relacionar o sinal de Eº com a tendência para a reacção ocorrer, espontaneamente, num determinado sentido• Seleccionar a partir de uma tabela de potenciais de redução padrão, os componentes adequados para a construção de uma determinada pilha• Prever o valor de E de uma pilha conhecendo as concentrações das soluções• Relacionar o "esgotamento" de uma pilha com o estado de equilíbrio do sistema• Relacionar o valor de Eº com a constante de equilíbrio da reacção• Descrever e interpretar o funcionamento de uma pilha comercial• Identificar os componentes de uma pilha comercial (de mercúrio; salinas; alcalinas; de lítio)• Associar a necessidade de se reduzir a utilização de pilhas com os perigos de poluição que decorrem do não tratamento/reciclagem das pilhas usadas• Identificar uma pilha recarregável como aquela cuja reacção é reversível por aplicação de uma diferença de potencial• Compreender as reacções que ocorrem durante a carga e a descarga de uma bateria


1.2.3. Protecção de metais• As ligas metálicas e a resistência à corrosão• A protecção catódica• Protecção de superfície: galvanoplastia e anodização

• Construção de uma pilha com diferença de potencial determinada – APL

Vista de estudo ao museu do Ferro em Torre de Moncorvo

1.3. Metais, Ambiente e Vida

1.3.1. Dos minerais aos materiais metálicos• Os minerais como fonte de metais: óxidos e sulfuretos• A exploração mineira e seu impacte ambiental• Processos mais utilizados de extracção de metais• Extracção por redução: métodos químicos e electrolíticos• A electrólise: uma reacção química forçada

• Caracterizar o funcionamento de uma pilha de combustível em termos de uma reacção de combustão realizada directamente por meios electroquímicos• Associar o elevado rendimento de uma pilha de combustível, relativamente à queima do mesmo combustível, com a redução das perdas de calor para o exterior

• Identificar algumas ligas metálicas com elevada resistência à corrosão• Interpretar o processo de protecção catódica e o papel do “ânodo de sacrifício” e suas aplicações correntes (protecção de “ pipelines” (oleadutos), termoacumuladores e navios)• Identificar a galvanoplastia como técnica de conservação e revestimento de metais e interpretar o processo a partir da série electroquímica• Identificar a anodização do alumínio como um processo que aproveita o facto de o alumínio ser naturalmente protegido da oxidação pela formação de uma camada de óxido de alumínio

• Identificar os constituintes de uma pilha electroquímica• Prever a diferença de potencial de uma pilha electroquímica conhecendo os eléctrodos (condições padrão)• Identificar a relação entre a diferença de potencial e o “quociente de reacção”• “Determinar” experimentalmente a Equação de Nernst• Concluir, a partir da observação, sobre a necessidade de utilização de dois metais diferentes (ou o mesmo metal mergulhado em soluções de concentração diferente)

• Reconhecer que a maior parte dos metais ocorre na natureza combinado com outros elementos, formando minerais• Relacionar a predominância de óxidos (minerais mais recentes) e sulfuretos (minerais mais antigos) com a composição da atmosfera primitiva e recente• Distinguir minério de um mineral em termos da abundância suficiente de metal que, no primeiro, permite a sua exploração económica• Conhecer a evolução de alguns processos de extracção mineira e das condições de segurança, bem como dos impactes ambientais associados (durante e após a extracção)• Identificar alguns problemas de poluição directamente associados à extracção de metais, em particular a chuva ácida (minas em actividade) e as águas de lixiviação (minas desactivadas)• Relacionar metalurgia com a ciência e a tecnologia de produção de metais a partir dos seus minérios e ainda a produção de ligas metálicas• Reconhecer os metais como materiais de síntese, na sua maioria (excepto os metais nativos)• Associar a transformação de um composto metálico em metal a um processo de oxidação.-redução, com redução dos iões metálicos correspondentes• Associar a “redução química” ao processo em que se utiliza o metal mais electropositivo como agente redutor• Interpretar a utilização preferencial de carvão para extracção de metais por redução química por razões de economia industrial• Interpretar a inclusão do carbono na a série electroquímica utilizada em metalurgia (Pt Au Ag Cu (H) Pb Sn Fe Zn (C) A Mg Ca Na K) com objectivos operacionais• Reconhecer que a redução electrolítica é apropriada para metais à direita do carbono na série

3 aulas(Lab)

10 aulas(T, TP)


1.3.2. Metais, complexos e cor• Complexos e compostos de coordenação• O caso dos detergentes com EDTA• Estabilidade de complexos: constantes de formação• A cor nos complexos

• A cor e a composição quantitativa de soluções com iões metálicos – AL 1.5 Determinar experimentalmente a composição quantitativa de uma solução de um determinado complexo corado, utilizando um espectrofotómetro

1.3.3. Os metais no organismo humano• Metais essenciais e metais tóxicos• A hemoglobina e o transporte de gases no sangue• O caso do CO2 indispensável: efeito tampão

electroquímica, isto é, mais facilmente oxidáveis (mais electropositivos)• Interpretar a electrólise como um processo para forçar uma reacção química de oxidação-redução, caracterizando as semi-reacções correspondentes (casos H2O (l), NaCO3 (aq), NaCl (l))• Reconhecer a electrólise do cloreto de sódio fundido como o processo mais comum de obtenção de sódio metálico• Caracterizar um complexo em termos da sua estrutura de ião metálico central rodeado de aniões ou moléculas neutras, designadas por ligandos• Reconhecer como característica dos ligandos a presença de pelo menos um par de electrões não partilhado• Interpretar a ligação de coordenação em termos de interacção electrostática entre o centro positivo e os pares de electrões não partilhados dos ligandosDistinguir complexo de composto de coordenação, em que este último é uma espécie neutra que contém pelo menos um complexo• Utilizar a constante de formação de um complexo para prever quantitativamente a sua presença numa solução• Interpretar o papel da formação de complexos em equilíbrios de solubilidade• Reconhecer o papel dos complexos em diversas áreas, como a metalurgia (extracção de ouro e prata com cianetos), aplicações terapêuticas anti-cancerígenas (complexos de platina), imagem médica (complexos de gadolínio), sistemas luminescentes (complexos de európio)• Caracterizar ligando polidentado como um ligando que pode coordenar-se ao ião metálico central por mais de um par de electrões (exemplos: EDTA e DOTA - imagem médica)• Identificar os números de coordenação mais comuns (2, 4, 6) e as geometrias dos complexos associados• Associar a cor dos complexos com a absorção de radiação em zonas específicas do espectro visível devido a transições electrónicas entre orbitais d, cuja separação é determinada pelas características do ligando• Utilizar a relação entre a intensidade de radiação absorvida por uma solução corada e a concentração da substância corada, em determinações quantitativas (lei de Lambert-Beer)

•Aplicar a lei de Lambert-Beer para determinação da concentração de um ião complexo• Traçar uma curva de calibração (Absorvência em função de Concentração)• Verificar desvios à proporcionalidade descrita pela lei de Lambert-Beer para soluções• Avaliação dos erros presentes em determinações colorimétricas

• Discutir a “ambivalência dos metais": metais essenciais e metais tóxicos• Reconhecer a importância de alguns metais essenciais à vida (Fe; Mg; Ca; K; Na) e sua função• Relacionar a toxicidade de alguns metais (Pb; Cr; Hg;...) com os efeitos sobre o Homem e sobre o ambiente• Identificar o grupo heme da hemoglobina como um complexo de ferro• Relacionar o transporte de gases pelo sangue (O2, CO, CO2) com a afinidade à hemoglobina e sua dependência do pH do meio

1 aula(Lab)

1 aula(Lab)


• Funcionamento de um sistema tampão - AL 1.6 Determinar experimentalmente o efeito de um sistema tampão

1.3.4. Os metais como catalisadores• A importância dos catalisadores na vida e na indústria• Catalisadores de automóveis e poluição• Catalisadores industriais e economia• Catalisadores biológicos: enzimas e a química da vida• Catálise enzimática:• Catálise homogénea e catálise heterogénea• Mecanismos de catálise: estado de transição e energia de activação• Os metais em catálise

• Caracterizar a importância do CO2 como “amortecedor” ou tampão do sangue• Relacionar o efeito tampão de uma solução com a sua composição• Explicitar o significado de grau de ionização ou de dissociação de ácidos e bases• Relacionar Ka e Kb com o grau de ionização /dissociação• Associar as propriedades básicas ou ácidas de uma solução de um sal à hidrólise dos seus iões constituintes, isto é, à reacção entre os iões do sal e a água, relacionando-as com o valor de Ka ou Kb dos iões do sal• Interpretar a variação de pH ao longo de uma titulação de ácido fraco - base forte, de base fraca -ácido forte e ácido forte - base forte• Realizar uma titulação ácido forte – base fraca• Elaborar tabelas para registo de resultados• Explicar a necessidade de um rigoroso controlo de variáveis• Interpretar tabelas dos resultados obtidos

• Apresentar razões para a importância económica dos catalisadores na actividade industrial• Discutir 2 exemplos clássicos de catálise industrial: síntese do amoníaco (processo de Haber) e síntese do ácido nítrico (processo de Ostwald)• Explicitar a importância do conversor catalítico no controlo/redução de gases de escape em motores de automóvel• Associar a importância dos catalisadores enzimáticos (enzimas) nas reacções biológicas vitais com as baixas temperaturas e concentração dos constituintes celulares nos organismos biológicos• Identificar os catalisadores como agentes que actuam apenas sobre a rapidez da reacção• Distinguir catálise homogénea e heterogénea em termos do estado físico dos reagentes e do catalisador• Associar energia de activação à energia mínima necessária a uma colisão eficaz• Interpretar um diagrama de “Energia Potencial” vs. “Progressão da reacção” identificando a energia dos produtos, dos reagentes e do estado de transição• Determinar a partir do diagrama, a variação de energia da reacção, a energia de activação da reacção directa e a energia de activação da reacção inversa• Reconhecer a predominância dos metais de transição nos catalisadores usados nos processos industriais e integrantes dos processos biológicos• Relacionar a actividade catalítica dos metais de transição e seus compostos com os estados de oxidação variáveis


COMBUSTÍVEIS E ENERGIA AMBIENTE

2.1. Combustíveis fósseis: o carvão, o crude e o gás natural

• O papel dos combustíveis fósseis no

• Reconhecer a importância primordial do carvão mineral desde o século XVIII, com a Revolução Industrial, até meados do séc. XX quando foi superado pelo petróleo.• Relacionar a exploração e a utilização do carvão com a revolução na indústria, nos transportes (navegação e comboios a vapor) e na produção da energia eléctrica (centrais termoeléctricas).• Relacionar o “poder” energético crescente dos diferentes estádios do carvão com o aumento do teor em carbono.

11 aulas(T, TP)


desenvolvimento mundial: problemas políticos, económicos e sociais• Os combustíveis fósseis: o carvão, o crude (petróleo bruto) e o gás natural• O que são• Como são extraídos• Como se transportam

2.1.1. Do crude ao GPL e aos fuéis: destilação fraccionada e cracking do petróleo• Destilação fraccionada (destilação a pressão atmosférica e a pressão reduzida) do crude:GPL, gasolina e nafta, quero-sene, gasóleo e resíduos (fuéis)• Gasolina de Verão e de Inverno: quais as diferenças

• Destilação fraccionada de uma mistura de 3 componentes – AL 2.1

• Cracking catalítico• Cicloalcanos e alcenos: nomenclatura e isomeria

• Associar diferentes técnicas de extracção do carvão com as diferentes formações geológicas da região onde é extraído.• Associar a formação dos combustíveis fósseis, carvão, crude e gás natural, a diferentes transformações em diversos ambientes sob condições especiais de pressão, de temperatura e de processos bacterianos.• Caracterizar as alterações sofridas pela indústria, transportes e produção de energia com a utilização massiva do petróleo e os seus impactes sociais.• Relacionar a localização de jazidas petrolíferas e de gás natural com o potencial desenvolvimento dos países onde foram encontrados.• Discutir a existência de jazidas de combustíveis fósseis em países menos desenvolvidos e situações de precariedade social e de conflitos abertos.• Reconhecer o aparecimento de petróleo em profundidades que variam desde algumas dezenas até centenas ou milhares de metros.• Associar a baixa densidade do gás natural, à sua posição relativa nas jazidas de petróleo e de carvão.• Relacionar a profundidade a que se encontra o petróleo e gás natural com a necessidade de utilizar alta tecnologia na perfuração dos poços e na bombagem para efectuar a extracção propriamente dita tanto em on-shore (em terra) como em off-shore (no mar).• Identificar as vias de transporte utilizáveis para a distribuição do crude, do carvão e do gás natural.• Interpretar a chamada "crise de energia" como uma questão não só de escassez de recursos, mas também de escassez de investimento em fontes alternativas e de tecnologias de rentabilização dos processos, de modo a diminuir e a recuperar a energia degradada.

• Caracterizar as principais fracções obtidas na destilação fraccionada do crude de acordo com o intervalo de temperatura de recolha e com o tamanho da cadeia carbonada: hidrocarbonetos saturados gasosos (GPL), gasolina e nafta, querosene, diesel e resíduos.• Justificar as vantagens de diferentes composições das gasolinas em função da estação do ano em que vão ser utilizadas

Efectuar uma destilação fraccionada de uma mistura de composição desconhecida com três

componentes.• Traçar um gráfico de temperatura em função do volume de destilado, para a destilação realizada.• Interpretar o gráfico, identificando os componentes da mistura, através de consulta de tabelas de p.e. e da determinação de outras propriedades físicas como a densidade, índice de refracção .

• Identificar o cracking do petróleo como um processo de quebra de ligações nos hidrocarbonetos de cadeias longas para a formação, por exemplo de cicloalcanos e alcenos e hidrocarbonetos aromáticos.• Identificar os aluminosilicatos (zeólitos) como um dos tipos de catalisadores actualmente mais

1 Aula(Lab)


Isomeria de cadeia e de posição nos alcanos e nos álcoois Isomeria de grupo funcio-nal entre álcoois e éteres• Outras famílias de hidro-carbonetos: alcinos e aro-maticos• Isomeria geométrica em alcenos• Uso de zeólitos como catalisadores nas reacções de isomerização e de cracking• Estrutura dos alcanos, alcenos e alcinos: teoria da ligação de valência (TLV) hibridizações sp3, sp2

e sp e teoria das orbitais molecu-lares (TOM)• Os aditivos da gasolina: do tetra-etil-chumbo ao álcool e ao MTBE• O significado de “ índice de octano” da gasolina e os processos de o aumentar• Nomenclatura IUPAC dos álcoois e dos éteres• Outras substâncias indesejáveis da gasolina: o enxofre, o benzeno e outroshidrocarbonetos aromáticos• O benzeno e outros hidrocarbonetos aromáticos• Estrutura do benzeno: um híbrido de ressonância• Electronegatividade e a polaridade de ligações e de moléculas

utilizados no cracking catalítico do petróleo• Reconhecer a existência de outros hidrocarbonetos derivados do petróleo: de cadeia aberta (alcenos) e de cadeia fechada (cicloalcanos)• Usar as regras de Nomenclatura IUPAC de compostos orgânicos, para atribuir nomes e escrever fórmulas de estrutura de alcenos, alcinos, cicloalcanos, cicloalcinos• Reconhecer a insuficiência da notação de Lewis e da regra do octeto para a interpretação ou previsão das estruturas das moléculas dos hidrocarbonetos a que se referem, nomeadamente no que respeita a comprimentos e ângulos de ligação• Reconhecer a capacidade do modelo da Repulsão dos Pares de Electrões de Valência (RPEV) e da Teoria da Ligação de Valência (TLV) para ultrapassar as insuficiências da notação de Lewis e da regra do octeto• Reconhecer a necessidade de introduzir o conceito de orbitais híbridas ou hibridação para compatibilizar a TLV com a geometria observada, o que não é possível com orbitais atómicas puras.• Verificar que as geometrias moleculares do metano e do etano, do eteno e do etino, determinadas por critérios de energia mínima, permitem seleccionar as orbitais híbridas dos átomos de carbono mais adequadas a uma deslocalização mínima: sp3, sp2, sp• Reconhecer a limitação da TLV+hibridação para descrever as propriedades magnéticas (de O2, por exemplo) e espécies com número impar de electrões em geral• Reconhecer a Teoria das Orbitais Moleculares (TOM) como alternativa à TLV+ hibridação• Interpretar a estrutura de moléculas segundo a Teoria das Orbitais Moleculares (TOM) em moléculas simples como H2 e outras moléculas diatómicas homonucleares de elementos do 2º Período da TP, em termos da formação das orbitais moleculares (OM) σ e π ligantes e antiligantes por sobreposição de orbitais atómicas de valência dos tipos s e p• Reconhecer a regra da igualdade do número de orbitais atómicas e moleculares• Estabelecer a configuração electrónica no estado fundamental de moléculas diatómicas homonuclea-res de elementos do 2º Período da T P, tendo em consideração a ordem relativa das energias das diferentes OM• Interpretar diagramas de energia de OM em moléculas diatómicas homonucleares• Associar ordem de uma ligação à semi-diferença entre o número de electrões ligantes e antiligantes envolvidos na ligação dos dois átomos que a formam• Verificar a instabilidade de uma possível molécula He2, usando a TOM• Associar o “ índice de octano” a uma escala que atribui o valor 100 ao isoctano e o valor 0 ao heptano e que está relacionado com a capacidade do combustível provocar a autoignição• Interpretar a adição de aditivos oxigenados à gasolina como processos de aumento doíndice de octano, e de diminuição da poluição atmosférica• Reconhecer o metanol, o etanol e o MTBE (Methyl Tertary Butyl Ether, de acordo com o termo técnico da Indústria petrolífera,) como alguns dos aditivos actuais da gasolina• Usar as regras de Nomenclatura da IUPAC para compostos orgânicos, para atribuir nomes e escrever fórmulas de estrutura dos compostos com os grupos funcionais álcool e éter• Associar o conceito de isómeros a compostos com diferentes identidades, com a mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos dos átomos na molécula, diferentes propriedades físicas e muitas vezes diferentes propriedades químicas• Diferenciar isomeria constitucional de estereoisomeria• Distinguir, na isomeria constitucional os três tipos: isomeria de cadeia, isomeria de posição e isomeria de grupo funcional• Interpretar a existência de isomeria de cadeia e de isomeria de posição nos alcanos e nos álcoois• Reconhecer a existência de isomeria de grupo funcional entre álcoois e éteres• Reconhecer nos alcenos, a possibilidade de existência de isomeria geométrica, como um tipo de


• Verificação do efeito da adição de uma substância não volátil e não iónica nos pontos defusão e de ebulição da água – AL 2.2

Verificação experimental do abaixamento do ponto de fusão e da elevação do ponto de ebulição da água por adi-ção de um soluto não volátil

Investigação da relação de dependência de Δ Tf e Δ Te e a proporção de

estereoisomeria• Reconhecer que as gasolinas possuem um teor limitado por lei em hidrocarbonetos aromáticos e, particularmente, em benzeno• Identificar outras famílias de hidrocarbonetos: os hidrocarbonetos aromáticos• Usar as regras da Nomenclatura IUPAC para atribuir nomes e escrever a fórmulas de alguns hidro-carbonetos aromáticos• Interpretar a estrutura da molécula do benzeno utilizando o conceito de hibridação sp2• Interpretar os conceitos de ressonância e de deslocalização electrónica em termos das estruturas de Kekulé para o benzeno• Aplicar o conceito de ressonância para interpretar a igualdade dos comprimentos de ligação C-C na molécula de benzeno e S-O na molécula de dióxido de enxofre e O-O na molécula de ozono• Associar ligação polar à ligação em que os electrões da ligação não são igualmente atraídos pelos dois núcleos dos átomos envolvidos, criando um dipolo• Associar ligação apolar à ligação em que os electrões da ligação são igualmente atraídos pelos dois núcleos dos átomos envolvidos• Associar, para uma ligação covalente polar, momento dipolar µ r, a um vector com a direcção da linha que une as cargas parciais do dipolo, sentido do polo positivo para o pólo negativo e intensidade dada pelo produto do módulo da carga parcial do dipolo pela distância que as separa• Identificar a unidade de momento dipolar como debye (D)• Associar a electronegatividade e a capacidade dos seus átomos para atraírem para si os electrões da ligação em que estão envolvidos• Interpretar a variação da electronegatividade dos elementos químicos na TabelaPeriódica, utilizando a escala numérica criada por Linus Pauling

• Associar o maior ou menor grau de polaridade de uma ligação à maior ou menor diferençade electronegatividades dos elementos dos átomos envolvidos na ligação• Associar o conceito de molécula poliatómica polar/apolar àquela em que o vector momentodipolar resultante é diferente de vector nulo/ igual ao vector nulo• Atribuir polaridade às moléculas de alcanos, alcenos, alcinos, cicloalcanos, benzeno, alcoóis e éteres

• Utilizar os conceitos de ponto de fusão e de ponto de ebulição• Interpretar diagramas de fases para um solvente puro (água) e para uma solução aquosa de um soluto não volátil• Verificar que a adição de um soluto não volátil à água aumenta o ponto de ebulição e diminui o ponto de fusão daquele solvente• Estabelecer a relação de dependência entre os valores de Δ Tf e Δ Te e a proporção de combinação soluto/solvente

1 Aula(Lab)


combinação soluto/solvente

2.1.2.Os combustíveis gasosos, líquidos e sólidos: compreender as diferenças• Gás das botijas e o gás de cidade como gases reais• Gases reais versus gases ideais• A equação dos gases ideais• Combustíveis líquidos e sólidos: evidência da existência de forças intermoleculares• Tipo de forças intermoleculares em diferentes interacções "moleculares"• As forças intermoleculares e os estados físicos das substâncias• Como variam as propriedades físicas dos alcanos em função da cadeia carbonada

2.1.3. Impacte

2ºPeríodo• Associar a designação de “combustíveis gasosos” aos combustíveis liquefeitos sob pressão e armazenados em garrafas ou tanques e ao gás de cidade que, quando gases, têm comportamento de gases reais• Concluir que, para interpretar o comportamento dos gases, é necessário saber como se relacionam as quatro variáveis pressão (P), volume (V), temperatura (T) e quantidade de substância (n)• Explicitar o significado a lei dos gases ideais (equação de estado dos gases ideais) PV = nRT• Reconhecer que, nas condições padrão de pressão e temperatura (1,01 x 105 Pa, 298,15 K), o volume molar determinado pela equação dos gases ideais é de 24,5 dm3 mol-1 e nas condições normais (1,01 x 105 Pa e 273,15 K) é de 22,4 dm3 mol-1• Identificar a unidade de pressão do SI, o pascal (Pa) e outras unidades de uso corrente como o torr (Torr), a atmosfera (atm) e o bar (bar)• Reconhecer o interesse histórico dos contributos do trabalho experimental de Robert Boyle e de Mariotte, de Jacques A. C. Charles e de Joseph Louis Gay-Lussac para a interpretação do comportamento dos gases.• Associar o conceito de gás ideal ao gás que obedece estritamente à relação PV= nR T e de gás real ao gás que, não obedecendo estritamente àquela relação, se aproxima de um gás ideal à medida que a pressão baixa ou a temperatura aumenta• Reconhecer o interesse da equação de estado dos gases ideais para a determinação da massa molar de um gás, um contributo para a sua identificação• Discutir que, apesar das grandes diferenças nas propriedades químicas, os gases obedecem de uma maneira geral, ao mesmo conjunto de propriedades físicas determinadas pela relação PV = nR T• Reconhecer que nos estados condensados da matéria (líquido e sólido) é impossível desprezar como se faz nos gases, o tamanho relativo das unidades estruturais e a interacção entre estas partículas, com vista à determinação das suas propriedades• Distinguir entre interacções “intermoleculares” e “intramoleculares”• Associar o termo interacções “moleculares" às interacções atractivas/repulsivas de van der Waals que ocorrem entre partículas vizinhas em sólidos líquidos e gases (excepto para o caso ião-ião)• Caracterizar os três tipos de interacções de van der Waals: interacções de London (de dispersão), atracções dipolo permanente-dipolo permanente e dipolo permanente–dipolo induzido• Identificar as ligações de hidrogénio como um caso particular de interacção dipolo permanente –dipolo permanente• Relacionar as propriedades físicas dos hidrocarbonetos, com a intensidade das acções intermoleculares• Interpretar as atracções ião-dipolo, dipolo permanente-dipolo induzido e dipolo instantâneo-dipolo induzido• Seriar as intensidades das diferentes interacções intermoleculares e das interacções ião-ião, comparando-as com a intensidade da ligação covalente, em casos concretos• Interpretar a variação de algumas propriedades físicas dos alcanos como o estado e os pontos de ebulição e de fusão, como função do tamanho e da forma das moléculas que os constituem e da intensidade das acções intermoleculares que ocorrem.• Identificar problemas ecológicos provocados pelo derrame de crude, transportado por navios - marés negras

• Salientar a necessidade de legislação adequada, de actuação profilática em cada país para o


ambiental da Indústria Petroquímica• Problemas ecológicos: marés negras• Produtos da combustão dos combustíveis e poluição atmosférica• Conversores catalíticos

2.1.4. Combustíveis alternativos e algumas alternativas aos combustíveis• Problema do limite dos recursos naturais• A energia dos combustíveis: a eficiência no uso, a necessi-dade de a economizar e asimplicações ambientais da sua utilização• Combustíveis alternativos: hidrogénio, álcool, bioálcool, biodiesel e biogás

• Produção de um biodiesel a partir de óleos alimentares queimados – APL

• A reciclagem de

transporte do crude, trânsito nas águas territoriais e formas de actuação efectivas em caso de acidente• Identificar problemas ambientais de poluição atmosférica, nomeadamente relacionados com as alterações climáticas, provocados pela indústria petrolífera e pela queima dos combustíveis: matéria particulada, emissões de SOx, NOx e COx e reacções químicas que lhes deram origem• Identificar os potenciais problemas ambientais associados à produção, ao transporte e à utilização do petróleo e seus derivados• Identificar alguns dos mais graves acidentes ambientais da era industrializada, como o "Exxon Valdez", na costa sudeste do Alasca em 1989, e o naufrágio do navio petroleiro "Prestige", em 2002, na costa noroeste da Espanha• Avaliar a gravidade de tais acidentes, pela sua extensão, pelo tempo de permanência dos contaminantes e pela dificuldade em minorar os seus efeitos nos ecossistemas• Identificar algumas implicações sociais decorrentes deste tipo de catástrofes• Referir que seja na forma de acidentes ou como parte inevitável da rotina da cadeia produtiva, os eventuais danos ambientais da indústria petrolífera são diagnosticados e monitorizados através da detecção no meio ambiente de substâncias emanadas do petróleo e dos seus derivados.• Identificar alguns dos agentes de poluição, provocada pelo petróleo e seus derivados• Referir, de entre os principais meios de intervenção disponíveis, a existência de legislação sobre o transporte, limites de qualidade do ar ambiente, licenciamento das fontes poluidoras, incentivos à utilização de novas tecnologias

• Associar uma maior eficiência na utilização de combustíveis fósseis à redução de gastos e de poluição associada• Identificar diferentes tipos de combustíveis alternativos ao petróleo e ao carvão como álcoois (metanol e etanol), o hidrogénio e o metano• Interpretar a adição de álcool etílico à gasolina como uma tentativa de redução da poluição e do uso do petróleo, levada a cabo em muitos países e a intenção futura da adição de biodiesel, com o mesmo propósito• Associar a formação dos recursos alcoóis, biodiesel e biogás à custa de fontes renováveis• Reconhecer a existência de alternativas aos combustíveis fósseis como as pilhas de combustível, as células fotovoltaicas, os aerogeradores e a energia nuclear• Analisar as vantagens e desvantagens destes processos alternativos às centrais eléctricas convencionais

3 aulas(T, TP)

4 aulas(Lab)

7 aulas(T, TP)


materiais orgânicos como fonte de obtenção de combustíveis• O trabalho dos químicos no melhoramento dos combustí-veis e na procura de um fuel do futuro: a economia no uso de oxigenados e de hidrogénio• Vantagens e inconvenientes da utilização de combustíveis alternativos• Alternativas aos combustí-veis: metas e recursos• As células de combustível, células fotovoltaicas e aeroge-radores• A energia nuclear

2.2. De onde vem a energia dos combustíveis

2.2.1. Energia, calor, entalpia e variação de entalpia• Entalpia H e variação de en-talpia de uma reacção• Variações de entalpia de reacção .r H :convenção de si-nais e condições padrão: entalpia – padrão• Diagrama de energia associado a uma reacção química• Variações de entalpia associadas a diferentes tipos de reacções: Entalpia padrão de combustão Δ.c Hº e Entalpia-padrão de formação Δ.f Hº

• Identificar a entalpia H como uma propriedade cuja variação só depende dos estados inicial e final do sistema e que se define como H = U + PV• Associar variação (mensurável) de entalpia . H ao calor absorvido/libertado por um sistema, a pressão constante• Associar valores negativos/positivos de . H a reacções exotérmicas/endotérmicas em que a entalpia dos reagentes é superior/inferior à entalpia dos produtos de reacção• Interpretar diagramas de variação de entalpia• Reconhecer que as variações de entalpia são normalmente referidas a processos que ocorrem sob um conjunto de condições padrão, estabelecidas pela IUPAC: pressão de 1 bar (gases), estado puro para líquidos e sólidos, concentração molar 1 mol dm -3 para soluções e forma alotrópica mais estável a 25 ºC para elementos• Identificar entalpia padrão de reacção. Δr Hº como a variação de entalpia de uma reacção que ocorre sob as condições padrão e por mole de reacção• Identificar a existência de vários valores de entalpias padrão associadas a diferentes transformações como, por exemplo, entalpia padrão de formação, Δf Hº, entalpia padrão de combustão, Δc Hº, entalpia padrão de hidratação, Δhid Hº, entalpia padrão de solução, Δsol Hº.• Reconhecer a importância da entalpia padrão de combustão, Δc H º, para a determinação do "poder energético" dos combustíveis, por traduzir a entalpia padrão para a oxidação completa de um combustível.• Determinar a entalpia padrão de uma reacção a partir dos valores tabelados para as entalpias padrão de formação dos reagentes e produtos da reacção• Realizar uma reacção de neutralização termométrica• Efectuar cálculos estequiométricos envolvendo o conceito de entalpia de reacção• Elaborar um gráfico de temperatura em função do volume de titulante adicionado• Verificar que o ponto de equivalência corresponde à temperatura mais elevadaregistada no decorrer da reacção

1 aula(AL)

1 aula(AL)


• Determinação da entalpia de neutralização da reacção NaOH(aq) + HCl(aq)- AL2.3Determinação da variação de entalpia na reacção de neutralização de soluções aquosas de hidróxido de sódio e de ácido clorídrico

• Cálculo da entalpia de uma reacção a partir das entalpias de formação: Lei de Hess: ou da aditividade das entalpias-padrão de reacção• A energia dos combustíveis e a entalpia de combustão

• Determinação da entalpia de combustão de diferentes combustíveis líquidos (hexano, hexanol) - AL 2.4 Variação de entalpia na

combustão de combustíveis que diferem na entre si pelo facto deterem ou não oxigénio na sua molécula

• Percentagem de oxigénio na molécula de um combustível versus energia libertada na combustão. • “Poder calorífico” de um

• Reconhecer que a entalpia padrão de uma reacção pode ser obtida por combinação de entalpias padrão de reacções individuais: lei de Hess• Elaborar uma tabela para registo de resultados• Escrever as equações de combustão dos diferentes combustíveis• Interpretar a diferença de valores de ΔcH encontrados

• Interpretar a razão de, como regra geral, combustíveis oxigenados como alcoóis e éteres terem menor poder energético (menor .Δc Hº) que os combustíveis de hidrocarbonetos• Interpretar a influência do tamanho da cadeia carbonada e do tipo de ligação nas moléculas dos combustíveis com o seu poder energético (Δ.c Hº)

Explicar a necessidade de um rigoroso controlo de variáveis• Traçar um gráfico de ΔcH em função do número de átomos de carbono da cadeia carbonada dos álcoois• Interpretar o gráfico obtido• Elaborar uma tabela para registo de resultados

1 aula(AL)


combustível em função do número de átomos de carbono da cadeia e da posição da função álcool

• Determinação da entalpia de combustão de diferentes álcoois: metanol, etanol,propan-1-ol, propan-2-ol e butan-1-ol e comparação dos valores obtidos com os valores tabelados – AL 2.5Variação de entalpia na combustão de álcoois que diferem na cadeia carbonada e na posição do grupo OH: metanol, etanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol

• A reciclagem de materiais orgânicos como fonte de obtenção de combustíveis

2.2.2. Equivalência massa-energia: um assunto nuclear• Energia de ligação nuclear e estabilidade dos núcleos• A estabilidade / instabilidade nuclear e o decaimento radioactivo• Emissões radioactivas: partículas alfa e beta e radiações gama• Período de decaimento ou tempo de meia vida• Fontes naturais e artificiais de radioactividade• Datação e

• Reconhecer a necessidade de se produzir combustíveis alternativos pela reciclagem de materiais orgânicos diversos como óleos alimentares e outros óleos e do lixo

• Associar o início da ciência nuclear a Albert Einstein quando reconheceu a equivalência da massa e da energia através da relação matemática E = mc2

• Identificar diferentes tipos de transformações nucleares• Relacionar a instabilidade de um núcleo de um átomo com a relação entre o número de neutrões e o número de protões desse núcleo• Interpretar decaimento nuclear como a transformação de um núcleo noutro núcleo por emissão de partículas α ou β e radiação γ• Associar a emissão de partículas β aos núcleos que contêm muito maior número de neutrões do que protões e a emissão de partículas α aos núcleos que contêm relações próximas do número de neutrões e de protões• Associar “tempo de meia vida” ao intervalo de tempo necessário para que, numa dada amostra, o número de partículas da espécie radioactiva, se reduza a metade• Referir que o tempo de meia vida para o carbono-14 é cerca de seis mil anos e que o produto do decaimento é o azoto-14• Reconhecer que a propriedade do carbono-14 decair lentamente é utilizada na datação deobjectos arqueológicos• Interpretar a grande quantidade de energia envolvida numa reacção nuclear (fusão ou fissão), em termos da variação de massa nela envolvida, de acordo com a expressão. E = . m c2• Reconhecer que o conhecimento sobre radioactividade trouxe enormes benefícios a par de enormes preocupações, resultantes da sua utilização para fins não pacíficos e daocorrência de acidentes


radioactividade• Medidores (detectores) de radioactividade• Reacções nucleares: a fusão nuclear e a fissão (cisão) nuclear• Equivalência massa-energia e as reacções nucleares


3.1. Os plásticos e os estilos de vida das sociedades actuais• Plásticos, ambiente e desen-volvimento económico• Vantagens e desvantagens dos plásticos face a outros materiais• A Indústria de plásticos em Portugal: perspectiva histórica e importância socioeconómica

3.2. Os plásticos e os materiais poliméricos• O que são materiais plásticos• O que são polímeros: macromolécula e cadeia polimérica• Aplicações dos polímeros e polímeros para fins específicos (mobiliário, equipamentos eléctricos, próteses cirúrgicas,

• Reconhecer a importância dos plásticos na alteração do estilo de vida das sociedades: pelo baixo preço, pelos diferentes designs e pelos variados campos de utilização (têxteis, construção, transportes, indústria farmacêutica, mobiliário, embalagens, electrodomésticos, comunicações,..)• Identificar contextos da vida diária onde se utilizam materiais plásticos• Confrontar vantagens e desvantagens da utilização dos plásticos em relação ao vidro e a outros materiais: durabilidade, custo, higiene e segurança, design e poluição• Estabelecer comparações no modo de realizar tarefas e tipos de actividades recorrendo a materiais plásticos ou a outros materiais, fazendo um balanço custo-benefício• Conhecer alguns marcos importantes da história dos polímeros• Relacionar o fim da 2ª Guerra Mundial, em particular o contexto sócio-económico, com o grande incremento na indústria dos plásticos• Discutir a dependência do petróleo que a indústria dos polímeros sintéticos apresenta, como matéria-prima primeira para o fabrico dos monómeros• Caracterizar a situação da indústria de plásticos em Portugal, referindo a sua importância económica (principais unidades instaladas e sua localização, tipo de empresas e produção a que se dedicam, destino da produção)• Caracterizar um processo de reciclagem como aquele onde se obtém o material de objectos usados com a finalidade de produção de novos objectos para o mesmo ou outros usos

• Caracterizar um material plástico como um material que, sendo polimérico, é susceptível de poder ser modelado na forma de filamentos e de películas finíssimas• Caracterizar um polímero como uma “substância” representada por macromoléculas• Distinguir macromolécula de outras moléculas com número elevado de átomos pela existência de uma unidade estrutural que se repete ao longo da cadeia molecular• Interpretar uma macromolécula como uma molécula constituída por uma cadeia principal formada por milhares de átomos organizados segundo conjuntos que se repetem• Classificar um polímero em natural, artificial e sintético, articulando a sua classificação com matérias-primas que lhe dão origem• Distinguir plásticos quanto ao efeito do calor sobre eles (termoplásticos aqueles que se deformam por aumento de temperatura e termofixos aqueles que não se deformam por aumento de temperatura) e relacionar este comportamento com a estrutura linear ou reticulada da cadeia polimérica• Interpretar o significado do código (letras e números) utilizado na identificação de plásticos, associando-o a implicações da sua utilização, reutilização e reciclagem

1 aula(T,P)

2 aulas(T,P)


transportes, equipamentos desportivos e domésticos, tintas e revestimentos de superfícies, têxteis, embalagens …)• Termoplásticos e plásticos termofixos (comportamento perante o aquecimento e sua relação com a estrutura)• Polímeros naturais, artificiais e sintéticos (matérias primas e suas fontes)• Código de identificação de plásticos (origem e implicações)

• Identificação de plásticos por testes físico-químicos - AL 3.1• Testes físico-químicos usados na identificação de plásticos• Tipos de plásticos• Plásticos termofixos e termoplásticos

• Visita a uma instalação industrial (vidros e/ou plásticos) – APL

3.3. Os plásticos como substitutos de vidros• Propriedades de plásticos e propriedades de vidros: semelhanças e diferenças• O que são vidros: composição e estrutura (óxido de silício/sílica…….)• Alguns tipos de vidros comercializados (vidro-janela, pyrex, vidro-cristal, laboratório, vidro óptico, fibra de vidro, …)

• Identificar processos operacionais de distinção de plásticos, com vista à sua separação e comparação de propriedades• Reconhecer a investigação sobre novos materiais como um domínio científico de ponta forte-mente articulado com a investigação tecnológica, condicionada e condicionante de interesses sociais, económicos, ambientais e políticos.

•Interpretar a finalidade de testes laboratoriais (isolados ou conjugados) na identificação de uma amostra desconhecida•Distinguir os diferentes tipos de plásticos através de testes físico-químicos•Classificar um dado plástico em função do seu comportamento face ao aquecimento

3ºPeríodo• Estabelecer comparações nas propriedades de plásticos e vidros tendo em vista o seu uso• Associar cristal ao material ou substância que tem as unidades estruturais (átomos, iões ou moléculas) organizadas de um modo regular, uniforme e repetitivo em cada uma das três dimensões espaciais• Distinguir estrutura cristalina de estrutura não cristalina (ou amorfa) sendo que na última a organização normalmente não ultrapassa os limites da molécula• Identificar semelhanças e diferenças entre cristais tais como o cloreto de sódio, a grafite, o diamante e outros, ao nível da estrutura e composição• Associar corpo vítreo ou vidro a um líquido sobre-arrefecido que tem, à temperatura ambiente, um aspecto sólido mas que não possui estrutura cristalina organizada em toda a sua extensão• Explicar o arrefecimento brusco da mistura vítrea como meio de evitar a formação de estrutura cristalina• Interpretar a estrutura da sílica (SiO2) baseada em tetraedros centrados em átomos de silício ligados covalentemente a quatro átomos de oxigénio, cada um destes ligado, por sua vez, a outros átomos de silício tetraédricos• Estabelecer comparação entre a estrutura da sílica e a estrutura do vidro• Justificar o uso de fundentes no fabrico do vidro tendo em consideração a redução de custos energéticos e economia de revestimentos com refractários especiais• Associar a acção de fundentes à quebra de algumas ligações covalentes Si-O-Si por interacção

1 aula(Lab)

3 aulas(T,P)

1 aula(Lab)


• Estrutura polimérica, estru-tura vítrea e estrutura cristalina• Plásticos substitutos de vi-dros: caso do Perspex (transparência); plásticos resistentes ao aquecimento (substitutos do Pyrex); outros ..• Reciclagem de vidros:con-dicionantes do processo e características do produto final• A indústria vidreira em Portugal: perspectiva his-tórica, matérias-primas e “cargas”• Acção dos fundentes (catiões metálicos) na ruptura de ligações químicas Si-O-Si e na diminuição da temperatura de fusão

• Cristais e vidros – AL 3.3Estrutura vítrea e estrutura cristalinaSais simples, duplos e hidratadosNucleação e crescimento de cristaisVariação da solubilidade com a temperaturaAcção dos fundentes na diminuição da temperatura de fusão da sílica

3.4. Polímeros sintéticos e a indústria dos polímeros• Obtenção de polímeros sintéticos: monómeros e reacções de polimerização• Homopolímeros e

electrostática envolvendo catiões metálicos, tendo como finalidade principal baixar a temperatura de fusão da mistura• Distinguir tipos de vidros comercializados pela sua composição e relacionar esta com a sua utilização (por exemplo: vidro-janela, pyrex, vidro-cristal, vidro de laboratório, vidro óptico e fibra de vidro)• Explicitar marcos históricos importantes na descoberta e evolução da produção de vidro, nomeadamente na indústria portuguesa• Descrever as fases principais do processo de reciclagem do vidro, identificando condicionantesdo processo e das características do produto reciclado

Seleccionar correctamente os sais simples para obter um determinado sal duplo• Aplicar procedimentos adequados para sintetizar um sal duplo hidratado• Traduzir a reacção de síntese do sulfato de amónio e cobre (II) através da equação química correspondente e interpretá-la• Interpretar o papel do fundente no baixar da temperatura de fusão da sílica• Conhecer como obter um vidro a partir das matérias-primas convenientes• Testar, de forma adequada, propriedades do vidro obtido para algumas funções correntes• Conhecer e saber aplicar técnicas adequadas ao crescimento de cristais

• Interpretar a síntese de um polímero como uma reacção de polimerização a partir de um ou dois monómeros• Caracterizar uma reacção de polimerização como uma reacção química em cadeia entre moléculas de monómero(s)• Diferenciar homo e co-polímeros pelo número e tipo de monómeros envolvidos na reacção de polimerização: um monómero no caso de homopolímeros e dois monómeros no caso de co-polímeros e relacionar a unidade estrutural com a estrutura do(s) monómero(s)• Distinguir unidade estrutural do polímero da unidade estrutural do(s) monómero(s)• Associar o valor médio do comprimento de uma cadeia polimérica à impossibilidade prática de controlar a extensão da reacção de polimerização correspondente a cada uma das cadeias• Relacionar o comprimento de uma cadeia polimérica com o grau de polimerização (número de vezes em que a unidade estrutural se repete)• Associar uma dada amostra de polímero a uma determinada cadeia polimérica “média”• Caracterizar os monómeros segundo o número e a natureza dos seus grupos funcionais• Relacionar a estrutura da macromolécula com a estrutura molecular do(s) monómero(s) respectivo(s)• Atribuir o nome ou a fórmula química completa a compostos orgânicos insaturados e de várias famílias químicas: álcoois, ácidos carboxílicos, cloretos de ácido, aminas, amidas, éteres, ésteres,

5 aulas(T,P)

1 aula(Lab)


copolíme-ros• Monómeros e grupos funcionais: álcoois, ácidos carboxílicos, cloretos de ácido, aminas, amidas, éteres, ésteres, aldeídos e cetonas• Polímeros de condensação: poliésteres, poliamidas e poliálcoois• Reacções de polimerização de condensação (iniciação, propagação e finalização)• Polímeros de adição• Reacções de polimerização de adição (iniciação, propagação e finalização)• Grau de polimerização e massa molecular relativa média• Polímeros lineares e reticu-lados• Família de polímeros e marcas registadas• A indústria dos plásticos na sociedade contemporânea (destacar produtos, marcas e utilizações para fins específicos no contexto mundial)• A reciclagem de plásticos (plásticos recicláveis e plás-ticos reciclados - vantagens e limitações dos processos e dos produtos; degradação das cadeias poliméricas)

• Síntese de polímeros (poliamida - nylon 6.6, poliuretana, poliacrílica - polimetacrilato de metilo epoliácido láctico) – AL

aldeídos e cetonas• Identificar, a partir da estrutura do(s) monómero(s), o tipo de reacção de polimerização que pode ocorrer: de condensação ou de adição• Interpretar a formação de um polímero de condensação para o caso de poliésteres, de poliamidas e de poliálcoois em termos da reactividade dos grupos funcionais• Interpretar a formação de um polímero de adição para o caso da polimerização do etileno (polietileno) e de seus derivados (poliacrílicos), tendo em conta os passos de iniciação, propagação e finalização• Caracterizar os polímeros segundo famílias (poliolefinas, poliacrílicos, poliuretanos, poliamidas, poliésteres) relacionando essas famílias com os grupos funcionais dos monómeros• Relacionar a estrutura linear ou reticulada de um polímero com a estrutura dos monómeros e as reacções entre grupos funcionais• Diferenciar família química de polímeros (de natureza estrutural) de marca registada (de natureza comercial): o Nylon 6.10 é uma marca registada de polímeros da família das poliamidas• Interpretar o processo de reciclagem de plásticos como introduzindo alguma degradação das cadeias poliméricas• Associar a produção de materiais incorporando polímeros naturais e sintéticos a novas texturas e novos usos, por exemplo, condições extremas de pressão e de temperatura

Identificar os monómeros na reacção de síntese e as unidades estruturais no nylon 6.10. Sintetizar um polímero de condensação. Sintetizar um polímero de adição. Traduzir as reacções de síntese através das equações químicas correspondentes. Sintetizar um polímero biodegradável.

• Caracterizar um material como biomaterial, desde que seja utilizado em aplicações biomédicas

2 aulas

3 aulas(T,P)


3.6

Unidades estruturais de um polímero

Polimerização de condensação e de adição

Homopolímeros e copolímeros

Poliamidas e poliacrílicos

Polímeros artificiais

3.5. Novos materiais: os biomateriais, os compósitos e os materiais de base sustentada• O que são biomateriais e suas aplicações• Tipos de biomateriais: bio-plásticos, plásticos biodegradá-veis e plásticos de origem biológica• Os compósitos• Processos e conceitos de modificação de polímeros: a degradação, a biodegradação, amineralização, a biodegrada-bilidade e polímeros biodegra-dáveis• Plásticos biodegradáveis e sua obtenção• O que são materiais de base sustentável

que impliquem a interacção com sistemas biológicos, podendo ser de origem natural, ou não• Reconhecer que os biomateriais podem dividir-se em quatro grupos principais: metais, cerâmicos, polímeros e compósitos• Conhecer aplicações de biomateriais poliméricos em várias áreas da medicina (cardiologia, ortopedia, oftalmologia e libertação controlada de fármacos), devido a vantagens como fácil preparação, grande variedade de compostos, densidade próxima dos meios biológicos e biocompatibilidade• Identificar os materiais compósitos como materiais resultantes da combinação de pelo menos dois materiais quimicamente distintos (metais, cerâmicas ou polímeros), com uma interface de contacto, e criados para obter melhores propriedades• Distinguir as duas fases de um compósito: a fase contínua (matriz) escolhida de forma a conferir a maleabilidade ou ductilidade, e a fase descontínua (fase dispersa ou fase de reforço), escolhida de forma a conferir resistência • Reconhecer a importância da pesquisa sobre materiais poliméricos mistos para a obtenção de novos materiais (por exemplo, compósitos de matriz polimérica) com propriedades e funções ainda não igualadas por outros polímeros naturais e sintéticos• Comparar vantagens e desvantagens de compósitos substitutos de materiais tradicionais, nomeadamente quanto a custos, resistência (mecânica e à corrosão), densidade e durabilidade• Discutir problemas derivados do impacte ambiental da produção, uso e eliminação dos plásticos e formas de os superar (plásticos foto e biodegradáveis, por exemplo)• Conhecer algumas razões que dificultam o consenso sobre o conceito de biodegradação e, consequen-temente, de material biodegradável, tais como a natureza do processo (com ou sem ruptura de ligações químicas), o tipo de produto(s) final e o tempo de reincorporação ambiental destes mesmos produtos• Saber explicitar o significado dos termos relacionados com a modificação dos materiais (degradação, biodegradação, mineralização, biodegradabilidade e biodegradável)• Identificar as principais vias de produção de plásticos biodegradáveis: por síntese química (poliácido glicólico; poliácido láctico; poliálcool vinílico), por fermentação microbiológica (poliésteres derivados de açúcares; polissacarídeos neutros) e por modificação química de produtos de origem natural (compósitos de amido ou “amido plastificado”; biocompósitos celulósicos)

Estratégias /Actividades a desenvolver com os alunos Realização de actividades prático-laboratoriais utilizando material, reagentes e equipamento disponível.

Realização da actividade de projecto laboratorial: “Planificação, realização e avaliação de uma visita de estudo a uma instalação industrial (de plásticos,


vidreira ou cerâmica) ”

• Exposição, diálogos e questionários orais sobre os conteúdos e estratégias de resolução de exercícios, análises de situações reais…

• Leitura e compreensão de textos, incluindo enunciados de exercícios.

Utilização do projector para projectar vídeos, esquemas, gráficos e tabelas, explorando-os e analisando-os.

• Debates, incluindo aqueles que permitem que um grupo de alunos organize o trabalho experimental que lhes é pedido.

• Realização de experiências demonstrativas.

Realização de actividades de pesquisa, individuais e/ou em grupo, recorrendo a bibliografia e Internet (computadores portáteis)

Realização de actividades práticas de sala de aula em grupo e apresentação dos trabalhos realizados.

Resolução de exercícios/problemas diversos do manual escolar/caderno de exercícios ou propostos em fichas de trabalho (trabalho individual ou a pares).

Exploração de outros materiais didácticos e/ou audiovisuais sempre que os conteúdos programático o proporcionem.

Aplicação de actividades de remediação quando necessário.

Valongo, 13 de Setembro de 2010

Os professores responsáveis,

Alexandra Silva Carla Canhoto

UÍMICA ANO


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